ROSARIO CHAVEZ

1. Segundo TRABAJO BIOQUIMICA II ROSARIO CHAVEZ INGA VI CICLO A

2. Vemos en este grafico los diferentes tipos de Metabolismos tales como: Proteínas, Ácidos Nucleicos, Polisacáridos y Lípidos, desde su ingreso hasta sus productos finales y vemos diferentes tipos de Ciclos como el de Krebs, Cori y otros

3. BALANCE QUÍMICO ENERGETICO Por cada molécula de glucosa degradada se Forman 2 de piruvato. se invierten 2 ATP en la fase preparatoria y se forman 2 ATP por cada piruvato en la fase de beneficios. Además la oxidación del gliceraldehido-3-P produce NADH; luego por cada glucosa degradada se generan 2 ATP + 2 NADH - Balance global: Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ ------> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH

4. En la figura observamos La degradación o catabolismo de glucosa hasta piruvato viendo por las etapas que va pasando donde vemos los ATP que necesitan y los ATP que va liberando.

6. Paso de Fructosa 1,6-Bifosfato a Dihidroxiacetonafosfato primero ocurre es la ruptura del anillo de la FBP, para dar lugar a la forma abierta, dejando al carbono 2 con el grupo ceto libre. El primer pasa de la aldolasa mediante un mecanismo de catálisis covalente, consiste en la formación de un enlace entre el carbono 2 del sustrato y el nitrógeno del grupo amino del resto de Lys del centro activo del enzima. Esto conlleva la pérdida de una molécula de agua, y da lugar a la denominada base de Schiff. Después actúa el enzima mediante una catálisis ácido-base, concretamente, el a.a. actúa como una base (generalmente la His) captando un protón. Capta el protón del OH del carbono 3, desencadenando procesos en el que el oxigeno con carga negativa del carbono 3 ataca nucleofílicamente al carbono 4, rompiendo la fructosa por el enlace entre los carbonos 3-4.

7. El resultado son dos moléculas de 3 carbonos, una de las cuales queda aún unida al enzima por el enlace base de Schiff, mientras que la otra molécula es liberada como gliceraldehido-3 fosfato.Lamolécula unida al enzima es liberada mediante la hidrólisis de la base de Schiff, donde el oxígeno queda como grupo ceto y los dos hidrógenos en el nitrógeno del enzima, cerrando así el ciclo.

8. Fase de Generación de Energía

9. Las dos moléculas de G3P, se lleva a cabo la sexta reacción, una reacción reversible, de la glucólisis, donde ambas moléculas se transforman en dos moléculas de ácido-1,3-bisfosfoglicerico (BPG). Se trata de una reacción compleja, de una oxidación que requiere por tanto una reducción, además de producirse la incorporación de un Pi por cada molécula de G3P, el cual va a quedar unido mediante un enlace rico en energía. Es por tanto en esta reacción donde se generan los dos poderes reductores a consecuencia de la oxidación, es decir, se forman dos moléculas de NADH + H+ (el NAD+ se reduce oxidando al sustrato)

10. Se trata de una reacción catalizada por un enzima denominado fosfogliceraldehido deshidrogenasa , el cual presenta un centro activo con un resto de -SH, es decir, de Cis, que actúa por un mecanismo de catálisis covalente. La enzima, con su grupo -SH va a reaccionar con el carbono 1 del G3P, formando un enlace covalente S-C (los enlaces entre azufre-carbono reciben el nombre de enlaces tiohemiacetal),dando lugar a un grupo OH en ese mismo carbono.

11. En el grafico el rendimiento energético de la glucosa observando cuantos ATP se usan y cuantos se recuperan.

12. En el grafico se observa la Concentración de glucosa, ATP, ADP y AMP.

13. En el grafico Observamos la velocidad máxima que alcanza una reacción con fructosa-2,6 bifosfato a comparación de la reacción en la cual no trabaja la fructosa-2,6-bifosfato.En el grafico b podemos observar las velocidades que alcanzan las reacciones con mayor

14. GLUCOLISIS: CARACTERÍSTICAS Y REACCIONES La Glucólisis o glicólisis es la ruta metabólica mediante la que se degrada la glucosa hasta dos moléculas de piruvato, a la vez que se produce energía en forma de ATP y de NADH. La ruta está formada por diez reacciones enzimáticas: 3 irreversibles y 7 reversibles Es una ruta metabólica universalmente distribuida en todos los organismos y células. Se considera que tiene 2 fases o etapas: a) Preparatoria: Cuatro reacciones: dos son de fosforilacióny consumen 2 ATP por molécula de glucosa. La ruptura de la hexosa-BP acaba en 2 de gliceraldehido-3-P . b) De beneficios: Oxidación del gliceraldehido-3-fosfato (x 2) hasta piruvato (x 2) y formación acoplada de ATP en 2 de las reacciones, en total se forman 4 ATP y 2 NADH.

15. Regulación de la glucólisis Si la concentración de ATP es baja, esto implica una alta concentración de ADP y AMP. Son en estas condiciones cuando la glucólisis debe estar muy activada. Si ocurre lo contrario, donde la concentración de ATP es muy elevada y por tanto la de ADP y AMP es baja, la glucólisis no funciona. El estado energético intracelular es el principal mecanismo por tanto de regulación de la glucólisis. Por ello que ha de estar este estado energético regulado, de lo cual se encargan los tres enzimas que catalizan las reacciones irreversibles.

16. El primer punto de control lo encontramos a nivel de la hexokinasa , la cual como bien se dijo, es inhibida por altas concentraciones de G6P. Es independe de las concentraciones de ATP. La única activación la produce un aumento de concentración de FBP, ya que entre el segundo punto de control y el tercero, todas las reacciones intermedias son reversibles, por lo que cuando llegan a PEP pueden volver a FBP, el cual activa a la piruvato kinasa para evitar un estancamiento y poder consumir el PEP. Por otro lado la piruvato kinasa está sometida también a una modulación hormonal, aunque solamente la piruvato kinasa del hígado de mamíferos. En su centro activo presenta un OH libre que al ser fosforilado inactiva el enzima. Esta fosforilación está catalizada también por la proteínkinasa A, activada por el c-AMP.

18. el grafico muestra el Proceso Metabólico de los Carbohidratos que son procesados cuando son ingeridos en una Dieta Diaria y cuando hay un Periodo Prolongado de Ayuno , además como las Grasas o en este caso el Glicerol se convierte en Glicerol-3-Fosfato y de ahí a Dihidroxi acetona fosfato,ydespués se sigue el proceso normal hasta el Ciclo de Krebs.

20. En la imagen anterior, se puede observar cómo y a qué nivel se va degradando la glucosa hasta su más mínima expresión. En la primer grafico podemos ver una fosforilación de la galactosa y para que pasea ser α-D- galactosa-1-fosfato esta fosforilaciónse da por la intervención de ATP el cual pasa a ser ADP. En la segunda parte de la imagen podemos observar un traspaso del UDP de la galactosa a la glucosa para que este quede con un fósforo. En la tercera parte podemos ver epimerizaciony en la cuarta parte una

21. En el grafico observamos como el UDP- galactosa pasa a ser UDP glucosa por acción del NAD el cual reacciona sobre el Ion oxidrilo de la molécula de galactosa para que luego ese Ion se convierta en una cetona que luego por la acción del NAD nuevamente se convierta en UDP- glucosa. En esta imagen podemos observar como el UDPgalactosa pasa a ser UDP- glucosa por acción del NAD el cual reacciona sobre el ion oxidrilo de la molécula de galactosa para que luego ese ion se convierta en una cetona que luego por la acción del NAD nuevamente se convierta en UDPglucosa.

22. Aquí vemos la diferencia entre una reacción de hidrólisis y una reacción de fosforolisis en la hidrólisis vemos que actúa el agua sobre la molécula mientras que en la fosforolisis actúa una molécula más compleja la cual tiene tres iones oxidrilos una función cetona y como núcleo principal el fósforo.

23. La escisión por b-amilasa produce maltosa libre

24. La acción de la amilasa sobre amilopectina los restos de la maltosa sucesivos se hidrolizan hasta que se alcanzan los puentes de ramificaciones ά(1->6)el núcleo restante (en color) que representa cerca del 40% de la molécula es la dextrina limite

26. Regulación por modificación covalente, reversible por fosforilacióndesfosforilación, Como respuesta a la acción hormonal, que desencadena una CASCADA DE FOSFORILACIONES que acaba activando a la fosforilasa. Existen dos formas de la enzima que degrada el glucógeno, glucógenofosforilasaa (R, fosforiladay catalíticamente muy activa) y fosforilasab (T, defosforiladay normalmente inactiva). La fosforilaciónen un resto de SER de cada subunidad de la fosforilasab hace que se convierta en la fosforilasaa; esa fosforilaciónla cataliza la fosforilasa b quinasa activa.

27. Es la estructura Molecular del Glucógeno

29. Reacciones de la glucólisis La glucólisis comienza con la glucosa, donde la primera reacción, irreversible, consiste en una fosforilación en el carbono 6 de la glucosa, originando por tanto la glucosa-6-fosfato. Esto significa la utilización de una molécula de ATP que dona un Pi y queda liberado como ADP. Esta primera reacción está catalizada por un enzima denominado hexokinasa (kinasa = cataliza reacciones de fosforilación)

30. Se trata de una reacción compleja, de una oxidación que requiere por tanto una reducción, además de producirse la incorporación de un Pi por cada molécula de G3P, el cual va a quedar unido mediante un enlace rico en energía. La séptima reacción consiste en la transferencia del fosfato unido por un enlace rico en energía a una molécula de ADP para formar ATP y el ácido 3-fosfoglicérico (3PG). El BPG libera con el enlace rico en energía 11 Kcal/mol, suficientes como para formar el ATP. La siguiente reacción, la octava, es también reversible, en la cual se produce la transformación del 3PG en el ácido 2-fosfoglicérico (2PG), catalizado por el enzima

31. La siguiente reacción, la octava, es también reversible, en la cual se produce la transformación del 3PG en el ácido 2- fosfoglicérico(2PG), catalizado por el enzima fosfogliceratomutasa, cuyo mecanismo de acción es el siguiente: en su centro activo posee una His con el nitrógeno 3 de su radical fosforilado, de tal modo que reacciona con el fosfato del carbono 3 de 3PG y cede su fosfato al carbono 2 del sustrato, originando un intermediario 2,3-bisfosfoglicerato. La siguiente reacción, la novena, también reversible, es una deshidratación, con pérdida de una molécula de agua procedente del OH libre (que ya no esté fosforilado) del carbono 3 y el H del carbono 2. Esto da lugar a un doble enlace entre el carbono 2 y el 3, dejando el fosfato del carbono 2 unido mediante un enlace rico en energía, para dar lugar al ácido fosfoenolpirúvico (PEP). Se trata de una reacción catalizada por la piruvato kinasa, formando un intermediario de reacción inestable llamado enolpirúvico, que rápidamente pasa a piruvato

32. La siguiente reacción consiste en una fosforilación en el carbono 6 de la glucosa, originando por tanto la glucosa-6-fosfato. Esto significa la utilización de una molécula de ATP que dona un Pi y queda liberado como ADP. Esta primera reacción está catalizada por un enzima denominado hexokinasa (kinasa = cataliza reacciones de fosforilación)

33. La presente reacción se muestra en primer lugar, la G6P rompe su forma cíclica, se abre, sufriendo unos procesos que dan lugar a la formación de un intermediario de reacción denominado cis-enol, con una corta vida, donde seguidamente se forma la cetosa que al ciclarse da lugar a la forma furanosa de la F6P. Al ser una reacción de isomerización, se transfiere el grupo oxígeno que formaba el aldehído (del carbono 1), al carbono 2, dando lugar a un grupo ceto. Todo esto es catalizado por el enzima.

34. Mecanismo de Reacción en la que la Glucosa 6-fosfato al pasar a Fructuosa 6- Fructosa en la que tiene la formación de un Producto Intermediario que es el ENEDIOL.

35. Esta reacción, también irreversible, conlleva la presencia y consumo de ATP, originando la fructosa-1,6-bisfosfato (FBP). Se trata de una reacción de fosforilación, por lo que está catalizada por una kinasa, concretamente la fosfofructokinasa- 1 (PFK-1), que fosforila el carbono 1 de la F6P.Esta reacción irreversible constituye el principal punto de control o regulación de la glucólisis. Se trata del enzima más regulado. Al igual que la anterior reacción irreversible, son ambas lo suficientemente exorgónicas (liberan demasiada energía) comoparaser prácticamente irreversibles en el organismo in vivo

36. La cuarta reacción es reversible, y consiste en la ruptura de la molécula de FBP para dar lugar a 3- fosfodihiroxiacetona (DHAP) y a 3-fosfogliceraldehido (G3P), ambas con 3 carbonos. La 3-fosfodihiroxiacetona corresponde a los átomos de carbono 1, 2 y 3 de la FBP; mientras que el también llamado gliceraldehido-3-fosfato corresponde a los carbonos 4, 5 y 6, siendo el 6 el 1 de la nueva molécula. El enzima que cataliza esta reacción es una aldolasa, concretamente recibe el nombre de fructosa bifosfatoaldolasa.

37. Esta reacción de la primera etapa de la glucólisis, también reversible, consiste en una isomerización catalizada por la triosa-fosfato isomerasa , cuyo sustrato son las triosas (las dos moléculas anteriores). La función de este enzima es la transformación de uno de los productos de la reacción anterior en el otro. Concretamente, la triosa-fosfato isomerasa cataliza la isomerización del 3-fosfodihiroxiacetona a 3- fosfogliceraldehido, dado que este es el sustrato de la siguiente reacción glucolítica.

38. Partiendo de las dos moléculas de G3P, se lleva a cabo la sexta reacción, una reacción reversible, de la glucólisis, donde ambas moléculas se transforman en dos moléculas de ácido-1,3-bisfosfoglicerico (BPG).